(57)【要約】【課題】温度変化に伴って位置関係が相対的に変化する接合部位に対しての追随性を改善することのできる樹脂系マスチックシーラを提供する。【解決手段】樹脂系マスチックシーラは、熱可塑性樹脂を主成分とし、発泡剤及び硬化剤を含む。樹脂系マスチックシーラの動的粘弾性測定によって求められる粘度ηは、１５０℃以上の温度において７×１０３［Ｐａ・ｓ］以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を主成分とし、発泡剤及び硬化剤を含み、動的粘弾性測定によって求められる粘度ηが１５０℃以上の温度において７×１０３［Ｐａ・ｓ］以下であることを特徴とする樹脂系マスチックシーラ。
【請求項２】
前記粘度ηが１５０℃以上の温度において１．５×１０２［Ｐａ・ｓ］以上である請求項１に記載の樹脂系マスチックシーラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を構成する金属部材を接合する樹脂系マスチックシーラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のフロントフードパネル、ルーフパネル等は、車両の意匠面の一部分を形成するアウタパネルと、アウタパネルの裏面側に配置されるインナパネルとを備えている。各パネルは金属材料から形成され、特にアウタパネルは、成形性や軽量化等を目的として、厚さが０．８ｍｍ程度の薄板状に形成されている。アウタパネルとインナパネルとの間には、それらを接合するマスチックシーラが設けられる（特許文献１参照）。そして、アウタパネルに接合されたインナパネルは、アウタパネルを補強する補強パネルとして機能することにより、アウタパネルの耐デント性等が高められる。こうしたアウタパネルとインナパネルとの接合に際し、接合部位は複数設定されるとともに、接合部位に応じてマスチックシーラは複数箇所に設けられる。従来、マスチックシーラを複数箇所に設けるに際しては省力化が所望されていた。そこで、機械的に塗布できるように比較的低粘度のペースト状をなすマスチックシーラが使用されていた。また、このマスチックシーラは各パネルを接合できるように、加熱によって硬化する材料から構成されている。このような塗布性と硬化性とを有するマスチックシーラは、熱硬化性樹脂又はゴムを主成分とする材料から構成されている。こうしたマスチックシーラは、アウタ又はインナパネルの所定部位に塗布された後、各パネルが組み付けられることにより、各パネルに接触した状態で配置される。そして、各パネルが組み付けられた車両には、その防錆を目的とした電着塗装工程が実施された後に、車両には電着塗料を乾燥させる乾燥工程が実施される。こうした乾燥工程における乾燥熱によってマスチックシーラは硬化され、硬化したマスチックシーラによって各パネルが接合される。
【特許文献１】特開平５−３３０４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両の乾燥工程で使用される乾燥炉の内部温度は、一定の温度に保持されており、車両は乾燥炉への搬入に伴って昇温された後、乾燥炉からの搬出に伴って冷却される。このように、車両が乾燥炉を通じるに際して、アウタ及びインナパネルの温度は、所定の温度まで昇温される昇温過程と、乾燥炉内で一定の温度に維持される高温維持過程と、乾燥炉の外部温度まで冷却される冷却過程とを含む温度条件にて推移する。このとき、各パネルの形状や厚さはそれぞれ異なることから、各パネルの温度変化に伴う膨張及び収縮の度合いについてもそれぞれ異なることになる。このため、車両が乾燥炉を通じることに伴って、各パネルの相対的な位置関係が変化することがある。
【０００４】
こうした各パネルにおける位置関係の変化の態様として、例えば上記昇温過程において、各パネル間が狭くなり、その後上記冷却過程において各パネル間が広まる態様、上記昇温過程において各パネルが広くなり、その後上記冷却過程において各パネル間が狭まる態様等が挙げられる。こうした各パネルにおける位置関係の変化に対して、マスチックシーラが追随し難い場合、各パネルの位置がマスチックシーラによって拘束されてしまう結果、各パネルに歪みが生じたり、乾燥工程の実施後における各パネルの位置関係に影響を与えたりするおそれがあった。特に最近では車両の軽量化等に伴って、各パネルの構成は複雑化する傾向にある。そして各パネルにおいて、形状及び厚さの差異は増す傾向にあり、上述した各パネルの位置関係はさらに変化し易くなるため、更なるマスチックシーラの改良が望まれている。
【０００５】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度変化に伴って位置関係が相対的に変化する接合部位に対しての追随性を改善することのできる樹脂系マスチックシーラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、熱可塑性樹脂を主成分とし、発泡剤及び硬化剤を含み、動的粘弾性測定によって求められる粘度ηが１５０℃以上の温度において７×１０３［Ｐａ・ｓ］以下であることを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の樹脂系マスチックシーラにおいて、前記粘度ηが１５０℃以上の温度において１．５×１０２［Ｐａ・ｓ］以上であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、温度変化に伴って位置関係が相対的に変化する接合部位に対しての追随性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を車両のドアパネルの組み立てに使用される樹脂系マスチックシーラに具体化した一実施形態について詳細に説明する。
車両のドアパネルは、車両の意匠面の一部を構成するアウタパネルと、同アウタパネルの裏面側に配置されるインナパネルと、アウタパネルとインナパネルとの間に配置されるとともにアウタパネルを補強するリンフォースパネルとを備えている。
【００１０】
アウタパネルは、その縁部がインナパネルの縁部とヘミング加工等により一体に接合される。リンフォースパネルはインナパネルにスポット溶接等により一体に接合されるとともに、リンフォースパネルとアウタパネルと間には、所定の間隔が設定されている。本実施形態の樹脂系マスチックシーラは、アウタパネルとリンフォースパネルとを接合するために使用される。なお、車両の軽量化等を目的として、アウタパネルは一般に厚さ０．８ｍｍ程度の金属パネルから形成されているとともに、リンフォースパネルは厚さ０．５〜０．８ｍｍ程度の金属パネルから形成されている。本実施形態の樹脂系マスチックシーラは、こうしたアウタパネルとリンフォースパネルとの間の接合部位に配置される。樹脂系マスチックシーラの配置に際しては、アウタパネルの所定部又はリンフォースパネルの所定部に樹脂系マスチックシーラを接着剤や粘着剤等の貼着手段を介して貼着させる。そして、樹脂系マスチックシーラが配置されたドアパネルは車両の一部を構成するとともに、この車両には電着液に浸漬する電着工程、及びその電着液を乾燥する乾燥工程が順に実施される。この乾燥工程において、樹脂系マスチックシーラが加熱されることで、同樹脂系マスチックシーラが発泡及び硬化する。こうして発泡及び硬化した樹脂系マスチックシーラによって、アウタ及びリンフォースパネルは接合される。
【００１１】
樹脂系マスチックシーラの加熱は、車両の乾燥工程において、車両が乾燥炉を通じることで実施される。こうした乾燥炉の内部温度は、一定の温度に保持されており、車両は乾燥炉への搬入に伴って昇温された後、乾燥炉からの搬出に伴って冷却される。このように車両が乾燥炉を通じるに際して、樹脂系マスチックシーラの温度は、所定の温度まで昇温される昇温過程と、乾燥炉内で一定の温度に維持される高温維持過程と、乾燥炉の外部温度まで冷却される冷却過程とを含む温度条件にて推移する。こうした温度条件によって樹脂系マスチックシーラは、一旦軟化した後、アウタ及びリンフォースパネルに密着するように発泡するとともに硬化する。
【００１２】
樹脂系マスチックシーラは、熱可塑性樹脂を主成分とするとともに、発泡剤及び硬化剤を含有している。熱可塑性樹脂は、樹脂系マスチックシーラの基材となる成分である。熱可塑性樹脂としては、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、１，２−ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー等が好適である。オレフィン系樹脂としては、例えばエチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／メタクリル酸共重合体（ＥＭＭＡ）等が挙げられる。スチレン系樹脂としては、例えばスチレン／イソプレン／スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン／ブタジエン／スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン／エチレン／ブチレン／スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン／エチレン／プロピレン／スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）等が挙げられる。熱可塑性樹脂は、単独種を配合してもよいし、複数種をブレンドしてもよい。なお、ドアパネル等の車両の外板を構成する金属パネルは、例えば直射日光等により高温になり易く、金属パネルの裏面側に配置される樹脂系マスチックシーラには、金属パネルの熱が伝達され易い。こうした熱による材料の老化を抑制するという観点から、樹脂系マスチックシーラの主成分として、耐老化性に優れたオレフィン系樹脂を適用することが好ましい。
【００１３】
発泡剤は、樹脂系マスチックシーラの粘度特性を調整するとともに、樹脂系マスチックシーラが加熱された際に、樹脂系マスチックシーラを発泡（膨張）させる成分である。発泡剤としては、特に限定されず、公知の化学発泡剤、物理発泡剤等が挙げられる。発泡剤の具体例としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ヒドラゾジカルボンアミド（ＨＤＣＡ）、ｐ，ｐ′−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）、熱膨張性マイクロバルーン等が挙げられる。発泡剤は、単独種を配合してもよいし、複数種を配合してもよい。発泡剤の配合量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して好ましくは０．１〜２０重量部、より好ましくは０．５〜１８重量部である。発泡剤の配合量が０．１重量部未満の場合、所望の発泡特性を得ることが困難となるおそれがある。一方、発泡剤の配合量が２０重量部を超える場合、発泡作用が飽和される傾向となるため、発泡性能を効率よく発揮させることが困難となる。
【００１４】
硬化剤は、樹脂系マスチックシーラの粘度特性及び硬化後の樹脂系マスチックシーラにおける硬度を調整する成分である。硬化剤としては、特に限定されず、公知の硫黄系化合物、過酸化物系化合物等が挙げられる。硬化剤の具体例としては、例えばジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）が挙げられる。硬化剤は、単独種を配合してもよいし、複数種を組み合わせて配合してもよい。硬化剤の配合量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して好ましくは０．３〜１０重量部、より好ましくは０．５〜５重量部である。硬化剤が０．３重量部未満の場合、上記発泡剤によって成形された気泡の形状保持性が低下される傾向になる。一方、硬化剤が１０重量部を超える場合、硬化に伴う粘度上昇によって発泡倍率が低下する傾向になる。
【００１５】
樹脂系マスチックシーラには、更に充填剤を配合してもよい。充填剤は、発泡剤及び硬化剤の熱可塑性樹脂に対する分散性を高める分散助剤として機能する。充填剤としては、特に限定されず、例えばタルク、マイカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、シリカ等が挙げられる。充填剤は、単独種を配合してもよいし、複数種を組み合わせて配合してもよい。充填剤の配合量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、好ましくは０．１〜２０重量部である。充填剤の配合量が２０重量部を超えて配合した場合、分散助剤としての機能が飽和する傾向になる。こうした充填剤を他の目的で樹脂系マスチックシーラに配合してもよい。
【００１６】
樹脂系マスチックシーラには、各種安定剤、充填剤以外の分散剤、着色剤等を必要に応じて配合してもよい。
この樹脂系マスチックシーラの粘度特性は、動的粘弾性測定によって求められる粘度ηによって特定される。この粘度ηは、１５０℃以上の温度において７×１０３［Ｐａ・ｓ］以下であり、好ましくは１７０℃以上の温度において７×１０３［Ｐａ・ｓ］以下、より好ましくは２２０℃以下の温度において７×１０３［Ｐａ・ｓ］以下である。この粘度ηが１５０℃以上の温度において７×１０３［Ｐａ・ｓ］を超える場合、車両に乾燥工程が実施されるに際して、アウタ、インナ及びリンフォースパネルの相対的な位置関係が変化したときに、各パネルに対して樹脂系マスチックシーラを好適に追随させることができない。
【００１７】
また、樹脂系マスチックシーラの粘度ηは１５０℃以上の温度において１．５×１０２［Ｐａ・ｓ］以上であることが好ましい。この粘度ηが１５０℃以上の温度において１．５×１０２［Ｐａ・ｓ］未満である場合、車両の乾燥工程が実施されるに際して、樹脂系マスチックシーラがその自重によって流動し易くなるため、配置した位置から樹脂系マスチックシーラがずれてしまう位置ずれが生じる傾向にある。
【００１８】
樹脂系マスチックシーラは、乾燥炉によって加熱された後に、冷却過程を通じて冷却される。樹脂系マスチックシーラを１５０℃以上の温度まで加熱した後に２０℃の温度まで冷却した樹脂系マスチックシーラの２０℃の温度におけるせん断弾性率Ｇ´は、９×１０４［Ｐａ］以上であることが好ましい。上記２０℃の温度におけるせん断弾性率Ｇ´が９×１０４［Ｐａ］以上である場合、アウタパネルに押圧力が加わった際において樹脂系マスチックシーラの形状保持性が確保され易く、アウタパネルに対して耐デント性を好適に付与することができる。一方、上記２０℃の温度におけるせん断弾性率Ｇ´が３×１０６［Ｐａ］以下であることで、樹脂系マスチックシーラに適度な弾性が付与されるため、アウタパネルの歪みを抑制することができる。
【００１９】
この樹脂系マスチックシーラは、配合成分を混合した原料組成物を調製した後、押出成形法、射出成形法等の公知の成形方法を用いてシート状、ブロック状等の形状に成形することができる。
【００２０】
本実施形態の樹脂系マスチックシーラを使用するには、アウタ又はリンフォースパネルの所定部に樹脂系マスチックシーラを貼着する。各パネルはインナパネルとともにドアパネルを構成し、このドアパネルを備えた車両には、電着塗装工程及び乾燥工程が順に実施される。そして乾燥工程において、ドアパネルは車両の乾燥炉への搬入に伴って昇温される。次に、車両が例えば１７０℃の温度に保持された乾燥炉内を所定時間で搬送される際に、ドアパネルは約１７０℃の高温で維持される。次いで、ドアパネルは車両の乾燥炉からの搬出に伴って徐々に冷却される。こうした昇温過程、高温維持過程及び冷却過程を含む温度条件にて、ドアパネルの温度が推移するに際し、アウタ及びリンフォースパネルの形状や厚さの違いに起因して、各パネルの位置関係が相対的に変化する。このとき、各パネルの間に配置されている樹脂系マスチックシーラの粘度ηは、１５０℃以上の温度において７×１０３［Ｐａ・ｓ］以下である。このため、例えば昇温過程から高温維持過程に至る際の温度変化や、高温維持過程から冷却過程に至る際の温度変化によって、各パネルの位置関係が変化した場合であっても、樹脂系マスチックシーラは好適に伸縮されることで各パネルに対して好適に追随する。そして、乾燥工程が完了した車両では、樹脂系マスチックシーラによってアウタ及びリンフォースパネルが接合され、アウタパネルの耐デント性、剛性等は樹脂系マスチックシーラ及びリンフォースパネルによって高められる。
【００２１】
本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
（１）  樹脂系マスチックシーラの粘度ηは、１５０℃以上の温度において７×１０３［Ｐａ・ｓ］以下であるため、アウタ及びリンフォースパネルの位置関係が変化した場合であっても、樹脂系マスチックシーラは好適に伸縮されることで各パネルに対して好適に追随する。このように、温度変化に伴って位置関係が相対的に変化する接合部位に対して、樹脂系マスチックシーラの追随性を改善することができる。その結果、この樹脂系マスチックシーラによって接合された各パネルの歪みを抑制することができるとともに、各パネルの位置関係に対する影響を軽減することができる。
【００２２】
（２）  樹脂系マスチックシーラの粘度ηは、１５０℃以上の温度において１．５×１０２［Ｐａ・ｓ］以上であることが好ましい。この場合、上記温度条件にて樹脂系マスチックシーラの温度が推移するに際して、樹脂系マスチックシーラの流動が抑制されるため、樹脂系マスチックシーラの位置ずれが抑制される。その結果、アウタ及びリンフォースパネルは所望の接合部位にて接合され易い。
【００２３】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・  樹脂系マスチックシーラに粘着層を設け、その粘着層によってアウタ又はリンフォースパネルに取着してもよい。また、その粘着層に離型紙を積層して、未使用時における粘着を防止してもよい。
【００２４】
・  接着及び粘着以外の方法により、樹脂系マスチックシーラをアウタ又はリンフォースパネルに取着することもできる。例えば、樹脂系マスチックシーラに係止孔を設けるとともに、アウタ又はリンフォースパネルに係止突起を設ける。そして、係止孔に係止突起を係止させることにより、樹脂系マスチックシーラをアウタ又はリンフォースパネルに取着する。
【００２５】
・  前記樹脂系マスチックシーラはアウタ及びリンフォースパネルの接合に使用しているが、この樹脂系マスチックシーラを、アウタパネルとドアビームとの補助的な接合に使用してもよい。
【００２６】
・  前記樹脂系マスチックシーラを、ドアパネル以外の接合部位に適用してもよい。例えば、トランクリッド、ルーフパネル、フロントフードパネル等を構成するパネルを接合する用途に適用してもよい。
【００２７】
上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・  １５０℃以上の温度まで加熱した後、２０℃の温度まで冷却したときの２０℃の温度におけるせん断弾性率Ｇ´が９×１０４［Ｐａ］以上である樹脂系マスチックシーラ。
【００２８】
・  前記せん断弾性率Ｇ´が３×１０６［Ｐａ］以下である樹脂系マスチックシーラ。
・  前記熱可塑性樹脂が１００重量部、前記発泡剤が０．１〜２０重量部、及び前記硬化剤が０．３〜１０重量部配合されている樹脂系マスチックシーラ。
【実施例】
【００２９】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜４、比較例１）
表１に示される各成分を混合した原料組成物から樹脂系マスチックシーラ又はゴム系マスチックシーラを成形し、各マスチックシーラについて、動的粘弾性試験、追随性の評価、及び耐デント性の評価を行った。
【００３０】
（動的粘弾性試験）
各マスチックシーラの粘度η及びせん断弾性率Ｇ´を動的粘弾性測定器ＲＤＡIII（レオメトリック・サイエンティフィック社製）によって測定した。この動的粘弾性測定器は、測定治具としてパラレルプレートを備えている。パラレルプレートは、各マスチックシーラに振動を入力する下部プレートと、試験体のトルクが伝達される上部プレートとから構成され、各プレートとしては直径８ｍｍのものを使用し、各プレートの間隔は２ｍｍに設定している。その間隔に合わせて、動的粘弾性測定用の試験体として厚さ２ｍｍの各マスチックシーラを使用した。さらに、下部プレートの振動数は１Ｈｚに設定するとともに、その下部プレートの振幅は、上部プレートに伝達するトルクがトルクセンサの検出範囲内（例えば２〜２００ｇｆ・ｃｍ）になるように制御する。動的粘弾性測定は、図１に示すように２０℃からＴ℃（但し、Ｔ℃は１５０℃、１７０℃、又は２２０℃である）の温度まで昇温する昇温過程、Ｔ℃の温度に維持する高温維持過程、Ｔ℃から２０℃の温度まで冷却する冷却過程、及び２０℃の温度に維持する低温維持過程の温度条件で行った。なお、昇温過程の時間は１０分、高温維持過程の時間は２０分、冷却過程の時間は１０分、及び定温維持過程の時間は３分とした。また、動的粘弾性測定器の設置は２０〜３０℃に設定された恒温室が好ましい。高温維持過程における粘度ηについて、Ｔ℃が１５０℃、１７０℃、又は２２０℃の温度条件にて測定された値のうち、最大値及び最小値を表１に示す。また、低温維持過程におけるせん断弾性率Ｇ´を表１に示す。
【００３１】
（追随性の評価）
厚さ０．８ｍｍ、縦７０ｍｍ×横１５０ｍｍの金属板を２枚準備し、これら金属板間の略中央に、各マスチックシーラを配置させた試験体を作製した。なお、各試験体における金属板の間隔を４ｍｍに設定するとともに、各マスチックシーラの大きさ及び形状は、以下の加熱処理後において、金属板との接着面積が同等となるように調整した。各試験体をＴ℃（但し、Ｔ℃は１５０℃、１７０℃、又は２２０℃である）の温度で２０分間加熱処理した後、検査員が一方の金属板を他方の金属板から離間させ、金属板の間隔を８ｍｍに変化させた。このときの抵抗力について、比較例１よりも抵抗力を感じない場合を「○」で示し、比較例１の抵抗力と同等の場合を「△」、比較例１よりも大きな抵抗力を感じる場合を「×」として、表１の追随性の欄に示した。
【００３２】
（耐デント性の評価）
上記追随性の評価で加熱処理した試験体を、２０℃の恒温室内に３０分間静置した。放冷された試験体の一方の金属板を検査員が押圧した際の弾力性について、比較例１と同程度の弾力性を有しており、耐デント性が良好な場合を表１の耐デント性欄に「○」で示し、弾力性が高すぎるか又は弾力性が低すぎると判断した場合を表１の耐デント性欄に「△」で示した。
【００３３】
【表１】
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表１の結果から明らかなように、各実施例では粘度ηが１５０℃以上の温度において７×１０３［Ｐａ・ｓ］以下であるため、追随性について比較例１よりも改善されていることがわかる。さらに各実施例では、せん断弾性率Ｇ´が９×１０４［Ｐａ］以上であるため、耐デント性が良好であった。以上の結果から、各実施例の樹脂系マスチックシーラは、比較例１のマスチックシーラよりも、追随性及び耐デント性について総合的に優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】動的粘弾性測定の温度条件を示すグラフ。
【図１】
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